Bonsoir,
j'ai toujours été étonné de la quantité de chaleur que dégageaient les microprocesseurs. Cette énergie pose des problèmes et on cherche à faaire des processeurs de plus en plus efficaces, c'est à dire faisant un plus grand nombre de calculs en consommant ou dégageant (est-ce equivalent?) une quantité d'energie plus faible.
Existe-t-il un calcul théorique qui donne l'énergie minimale pour par exemple additionner deux nombres de 32 bits?
Sommes-nous loin de ce minimum théorique?
L'entropie d'un bit d'information est donnée par la formule de Boltzmann : S = k Ln(w) où w est le nombre de cases possibles, soit 2 pour un bit. Donc S= k Ln(2) où k est le rapport R/N soit constante des gaz parfaits divisée par le nombre d'Avogadro.
Si la température vaut 300 K, on voit que pour 32 bits ça ne fait pas grand'chose comme chaleur échangée.
Donc il faut raisonner en termes de technologies avec beaucoup d'électrons par bit.
Bonjour,Envoyé par alaink
Ce doit être possible à condition de chercher l'énergie minimale pour un taux d'erreur déterminé.
Toujours dans la meme ligne de raisonnement, est-ce que 100% de l'énergie consommée par un calcul est transformée en chaleur, de la même façon que dans une resistance dissipative? Ou bien une partie de l'énergie consommée est-elle utilisée pour un travail? En clair, obtenir le résultat du calcul entraine-t-il théoriquement une élévation de température quand on est dans l'optimum d'efficacité?
Bonjour.
Comme dit Jeanpaul, il faut plutôt réfléchir en termes de technologie.
La chaleur dissipée dans les processeurs (micro ou non) l'est principalement en chargeant et déchargeant les capacités des conducteurs et des transistors. On peut gagner (et on l'a fait) en diminuant la taille des composants et en diminuant la différence de tension entre un 0 et un 1.
Mais la diminution pose d'autres problèmes et il semblerait que l'on se rapproche de la limité théorique (comme de la fin du pétrole).
On peut aussi augmenter la dissipation de la chaleur générée. Vous vous retrouvez aujourd'hui avec un petit microprocesseur muni d'un radiateur avec son ventilateur qui sont 100 fois plus volumineux que le processeur lui-même.
Et toute l'énergie utilisée est "gaspillée" à chauffer le composant. Aucune ne va dans le "résultat du calcul".
Au revoir.
Quand on fait un transfert d'un bit c'est un déplacement de charge Q = 1/2.C.V2 qui se dissipe entièrement en chaleur. Ce qui limite la technologie silicium c'est la dissipation dans le substrat qui est de 25 W/cm2.
Par conséquent pour augmenter en rapidité, en augmentant la fréquence d'horloge il faut diminuer les dimensions des dispositifs et/ou la tension (en fait on fait les 2). Quand la taille diminue apparait toutes sortes de difficultés, fuites, claquages, effets quantiques... quand la tension diminue commence des erreurs qui demande des circuits correcteurs d'erreurs, mais cela a des limites.
